Laut Gruppe kann eine Hydrogel-Tablette einen Liter Flusswasser in einer Stunde reinigen

Eine Gruppe an der University of Texas in Austin hat eine Hydrogel-Tablette entwickelt, die ihrer Meinung nach kontaminiertes Wasser schnell reinigen kann. Eine Tablette kann einen Liter Flusswasser in einer Stunde oder weniger desinfizieren und trinkbar machen.

Schätzungen zufolge hat bis zu einem Drittel der Weltbevölkerung keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser, und bis 2025 könnte die Hälfte der Bevölkerung in Gebieten mit Wasserknappheit leben. Eine Lösung für dieses Problem könnte Leben retten und verbessern Millionen von Menschen, und es genießt bei Wissenschaftlern und Ingenieuren auf der ganzen Welt eine hohe Priorität.

„Unser multifunktionales Hydrogel kann einen großen Unterschied bei der Eindämmung der globalen Wasserknappheit machen, da es einfach zu verwenden, hocheffizient und möglicherweise bis zur Massenproduktion skalierbar ist“, sagte Guihua Yu, außerordentlicher Professor am Walker Department of Mechanical Engineering der Cockrell School of Engineering und Texas Materials Institute.

Yu und sein Team haben ihre Ergebnisse kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Fortgeschrittene Werkstoffe.

Heutzutage besteht die primäre Methode zur Reinigung von Wasser darin, es zu kochen oder zu pasteurisieren. Aber das kostet Energie, dazu viel Zeit und Arbeit. Das ist für Menschen in Teilen der Welt ohne die Ressourcen für diese Prozesse nicht praktikabel.

Die speziellen Hydrogele erzeugen Wasserstoffperoxid, um Bakterien mit einer angeblichen Effizienzrate von mehr als 99.999 % zu neutralisieren. Das Wasserstoffperoxid wirkt mit Aktivkohlepartikeln zusammen, um wichtige Zellbestandteile von Bakterien anzugreifen und deren Stoffwechsel zu stören.

Der Prozess erfordert keinen Energieaufwand und erzeugt keine schädlichen Nebenprodukte. Die Hydrogele lassen sich leicht entfernen und hinterlassen keine Rückstände.

Zusätzlich zur reinen Wasserreinigung könnten die Hydrogele auch einen Prozess verbessern, der schon seit Tausenden von Jahren existiert – die Solardestillation, die Nutzung von Sonnenlicht, um Wasser durch Verdampfung von schädlichen Verunreinigungen zu trennen.

Bei Solardestillationssystemen kommt es häufig zu Biofouling, der Ansammlung von Mikroorganismen auf Geräten, die zu Fehlfunktionen führen. Die bakterientötenden Hydrogele können dies verhindern.

„Ein äußerst wachsamer Doktorand, Youhong Guo, entdeckte diese Hydrogele unerwartet, als er etwas anderes tat, nämlich die Reinigung von Wasser mit Sonnenlicht“, sagte Keith Johnston, Professor am McKetta Department of Chemical Engineering, der das Projekt mitleitete.

Das Team arbeitet an der Verbesserung der Hydrogele, indem es die verschiedenen Arten von Krankheitserregern und Viren im Wasser erhöht, die sie neutralisieren können. Und das Team ist auch dabei, mehrere Prototypen zu kommerzialisieren.

Die Vergrößerung der Hydrogele wäre unkompliziert, sagen die Forscher. Die Materialien zu ihrer Herstellung sind kostengünstig und die Syntheseprozesse sind einfach und bleiben dies auch im großen Maßstab. Und sie können die Form und Größe der Hydrogele einfach steuern, wodurch sie für verschiedene Arten von Anwendungen flexibel sind.

Youhong Guo, ein Doktorand in Yus Labor, ist der Erstautor der Arbeit. Zum Team gehörten auch die Doktoranden Christopher Dundas vom Chemieingenieurwesen und Xingyi Zhou vom Maschinenbau. Die Forschung wurde durch Zuschüsse des Energy Institute der UT Austin und der Dreyfus Foundation unterstützt.

Quelle: https://envirotecmagazine.com/2021/10/26/hydrogel-tablet-can-purify-a-litre-of-river-water-in-an-hour-says-group/